Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Технологический потенциал переработки крови сельскохозяйственных животных и ее использование на пищевые цели. Монография
.pdf
3.3 Получение биологически ценных экстрактов из растительного сырья с
заданным составом и свойствами
Поиск оптимальных условий экстрагирования растительного сырья при
использовании в качестве экстрагента гидролизата плазмы крови
сельскохозяйственных животных, вели согласно описанной выше схеме
проведения эксперимента. Предварительная обработка позволила увеличить
температуру экстрагирования, обеспечив более полное извлечение
экстрактивных веществ и повысить перевариваемость экстракта - основы для
производства напитков.
Для получения белковых экстрактов с использованием гидролизованной
плазмы крови сельскохозяйственных животных применяли мяту перечную,
каркаде, нут и чечевицу. Растительное сырье использовали в количестве 2,5 г на
100 мл подготовленной гидролизованной плазмы крови сельскохозяйственных
животных .Технологическую обработку образцов вели при температуре 70°С: 40
мин — для получения экстракта каркаде, поскольку при дальнейшем нагревании
происходило нежелательное изменение цвета и ухудшение органолептических
свойств, 2 ч - для получения экстракта мяты перечной, поскольку при данной
продолжительности наблюдалось наиболее полное извлечение экстрактивных
вегцеств без ухудшения качественных показателей продукта. Технологическую
обработку нута и чечевицы вели в соответствии с известными данными.
Как известно, процент экстрагированных веществ прямопропорционален
степени измельчения сырья и температуре экстрагента. Поэтому для
экстрагирования использовали мяту перечную и каркаде, измельченные до
частиц пластинчатой формы с характерными размерами 1-3 мм. Данная степень
измельчения является наилучшей для экстрагирования, поскольку содержит
минимальное количество растительной пыли. В случае применения
ультрадиспергирования, криотехнологии можно достичь очень тонкого
измельчения с повреждением клеточных стенок, что ускоряет процесс
экстрагирования и полноту извлечения экстрактивных веществ в несколько раз.
Однако при этом значительно возрастает гидродинамическое сопротивление,
особенно при использовании водных растворителей, когда возможно разбухание
растительного сырья.
Экстрагирование проводили в диапазоне температур 60 - 70 °С.
Опытным путем установлено, что нагревание гидролизата до более
высоких температур приводит к денатурации белков, проявляющейся в
помутнении раствора и выпадении хлопьевидного осадка. Критерием оценки
действия факторов послужила массовая доля сухих веществ в экстракте.
Рисунок 8 - Влияние продолжительности экстрагирования на массовую долю
сухих веществ в экстракте мяты перечной с использованием гидролизованной
плазмы крови сельскохозяйственных животных при 60 – 70 °С
Как видно на рисунке 8, наибольшая массовая доля сухих веществ
достигается при продолжительности 120 минут.
Проведение исследований экстрагирования гидролизованной плазмой
крови сельскохозяйственных животных веществ мяты перечной начинали при
температуре 60 °С, увеличивая при этом время выдержки.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 20 40 60 80 100 120 140
Массовая доля сухих веществ,
%
Продолжительность, мин
60 С
65 С
70 С
Вода
Параллельно при тех же условиях в качестве контроля проводили
экстрагирование водой. В ходе исследований было установлено, что при равных
условиях гидролизованная плазма крови сельскохозяйственных животных
является лучшим экстрагентом.
На рисунке 8 видно, что степень извлечения сухих веществ при постоянной
температуре как в гидролизованной плазме крови сельскохозяйственных
животных так и в воде находится в прямопропорциональной зависимости от
времени экстрагирования.
Максимальная концентрация экстрактивных веществ в гидролизованной
плазме крови сельскохозяйственных животных при данных условиях составляет
4,5 %, что в 15 раз больше, чем количество веществ, извлеченных водой.
Повышение температуры на 5 °С существенно не отражается на
эффективности экстрагирования мяты перечной водой (концентрация сухих
веществ увеличивается на 0,02 %), тогда как в системе плазма крови-мята
перечная наблюдается увеличение массовой доли экстрактивных веществ до 5,3
%, что в 16,5 раз превышает этот показатель в воде.
При увеличении температуры процесса экстрагирования до 70 °С,
массовая доля сухих веществ в плазме крови составляет 6,9 %.
Таким образом, увеличение температуры экстрагирования на 10 °С
приводит к увеличению концентрации сухих веществ в системе плазма крови мята перечная до 6,9 %, в системе вода - мята перечная - до 0,8 %.
Согласно данным, представленным на рисунке 3.1, можно сделать вывод о
том, что при самой высокой температуре наблюдаются наилучшие результаты,
то есть в наибольших количествах содержатся сухие вещества в 60 полученных
экстрактах. Массовая доля сухих веществ при 70 °С, в зависимости от времени
выдержки для воды варьирует от 0,1 до 0,8%, тогда как для гидролизованной
плазмы крови сельскохозяйственных животных, выступающей в качестве
экстрагента, колеблется от 1,8 до 6,9 %.
Были проведены исследования влияния продолжительности
экстрагирования каркаде на степень извлечения сухих веществ (рис. 9).
Рисунок 9 - Влияние продолжительности экстрагирования на массовую долю
сухих веществ в экстракте каркаде гидролизованной плазмой крови
сельскохозяйственных животных при 60 - 70 ° С
На рисунке 9 видно, что зависимость степени извлечения сухих веществ от
времени экстрагирования справедлива и в случае экстрагирования каркаде
гидролизованной плазмой крови сельскохозяйственных животных и водой. В
данном опыте наблюдается большая массовая доля экстрактивных веществ, по
сравнению с мятой перечной для воды и меньшая для гидролизованной плазмы
крови сельскохозяйственных животных, что обусловлено химическим составом
и свойствами сырья.
Максимальная массовая доля экстрактивных веществ в гидролизованной
плазме крови сельскохозяйственных животных при данных условиях составляет
2,4 %, что в 3 раза больше, чем количество веществ, извлеченных водой.
При изучении процесса экстрагирования при температуре 70° С условия
характеризуются наилучшими результатами - самыми высокими значениями
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
0 20 40 60 80 100 120
Массовая доля сухих
веществ, %
Продолжительность, мин
60 С
65 С
70 С
Вода
массовой доли сухих веществ, которая составила 5 % для гидролизованной
плазмы крови сельскохозяйственных животных.
Опытным путем установлено, что нагревание гидролизата до более
высоких температур приводит к денатурации белков, проявляющейся в
помутнении раствора и выпадении хлопьевидного осадка. Критерием оценки
действия факторов послужила массовая доля сухих веществ в экстракте.
Несмотря на то, что основным компонентом плазмы крови является вода,
из-за присутствия в плазме крови сельскохозяйственных животных
значительного количества поверхностно активных веществ, заметно изменяются
ее свойства, как растворителя. Вероятно, присутствующие в плазме крови
вещества, с одной стороны, значительно активируют экстрагируемость веществ,
то есть, повышают их переход в плазму крови, а, с другой стороны, вероятно,
они влияют на проницаемость твердой фазы.
Возможно, этим объясняется более высокая экстрагирующая способность
гидролизованной плазмы крови сельскохозяйственных животных по сравнению
с водой.
Не менее важным фактором при изучении процесса экстрагирования
является его кратность.
Для достаточно полного извлечения растворенного вещества экстракцию
проводят несколько раз. Более эффективно экстрагировать вещество несколько
раз небольшими порциями экстрагента, чем один раз таким же общим
количеством экстрагента. Данный принцип положен в основание многократной
экстракции.
Это связано с тем, что при каждой новой экстракции растительное сырье
приводится в контакт со свежей порцией экстрагента, что обеспечивает
интенсивное извлечение экстрактивных веществ за счет периодически
возникающей разности концентрации.Из полученных экспериментальных
данных видно, что массовая доля сухих веществ при трехкратной экстракции в
1,2 раза превышает их в экстракте, полученном при однократном настаивании
сырья.
На основании полученных экспериментальных данных для приготовления
оригинальных белковых экстрактов с использованием выбранного
растительного сырья следует установить следующие режимы и условия
экстрагирования: время выдержки - 2 часа, температура экстрагирования - 70 °С
при трехкратном настаивании растительного сырья.
Для получения экстрактов растительное сырье и гидролизованную плазму
крови сельскохозяйственных животных использовали в соотношение 1:15,
основываясь на результатах аналитического обзора литературных и патентных
данных.
Экстрагирование нута и чечевицы проводили в диапазоне температур 55 65 °С, т.к. исключает процесс денатурации растительных белков.
Чтобы установить необходимое время процесса экстрагирования, его
продолжительность изменяли от 20 до 120 минут. Как установлено, наибольший
процент извлечения сухих веществ достигается при экспозиции 100-120 минут
(рис. 10).
Рисунок 10 - Влияние продолжительности экстрагирования на содержание
сухих веществ в экстрактах нута, чечевицы плазмой крови
сельскохозяйственных животных при 55 °С
0
2
4
6
8
10
12
14
0 20 40 60 80 100 120
Массовая доля сухих
веществ, %
Продолжительность, мин
Экстрагирование нута
Экстрагирование
чечевицы
Анализ результатов экстрагирования при разных температурных режимах
показал более высокую эффективность при температуре 55 °С. Массовая доля
сухих веществ при этом составила в экстракте нута - 12,5%, чечевицы - 11%, что
превышает уровень содержания экстрагированных веществ при температурах 45
°С соответственно на 12%, 5%.
На основании полученных экспериментальных данных для приготовления
оригинальных комбинированных экстрактов с использованием выбранного
сырья следует установить следующие режимы и условия экстрагирования: время
выдержки - 100 мин при температуре 55°С.
Исследование условий экстрагирования компонентов растительного сырья при
использовании молочной сыворотки
Наряду с плазмой крови сельскохозяйственных животных для получения
растительных экстрактов была использована молочная сыворотка,
экстрагирующая способность которой изучена в достаточной степени,
разработаны параметры процесса. На основании рекомендаций приготовлены
экстракты нута, чечевицы, каркаде. Экстрагирование проводили в диапазоне
температур - 55 - 70 °С.
Чтобы установить необходимое время процесса экстракции, его
продолжительность увеличивали от 20 до 80 минут. Наибольший процент
извлечения сухих веществ достигается при экспозиции 60 минут.
Рисунок 11 - Влияние продолжительности экстрагирования на массовую долю
сухих веществ в экстракте каркаде при 55 - 70 °С
Анализ результатов экстрагирования при разных температурных режимах
показал более высокую эффективность при температурах 60-65°С. Массовая
доля сухих веществ при этом составила в экстракте каркаде - 8%, что превышает
уровень содержания экстрагированных веществ при температуре 50-55 °С
соответственно на 3%, а при температуре 65-70 °С на 1,6%.
Бобы нута, семена чечевицы измельчали до размера частиц от 0,71 до 1,5
мкм. Экстрагировали питательные вещества из растительного сырья при
температуре 50-55 °С в течение 30 минут с помощью экстрагента пастеризованной молочной сыворотки pH 4,0-5,0, взятой в соотношении 1,0:6,0.
Жом от экстракта отделяют центрифугированием при 6 тыс. об/мин в течение 15
минут. Далее экстракт фильтруют и пастеризуют при 12-15 °С в течение 2-3 с.
На основании полученных экспериментальных данных для приготовления
оригинальных комбинированных экстрактов с использованием выбранного
сырья следует установить следующие режимы и условия экстрагирования: время
выдержки - 45 мин при температуре 60-65°С.
Исследование состава и свойств полученных экстрактов
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 20 40 60
Массовая доля сухих веществ,
%
Продолжительность, мин
55-60 С
60-65 С
65-70 С
В целях определения возможности применения полученных экстрактов в
технологиях напитков, определены их органолептические показатели и
химический состав (таблица 44).
Таблица 44 - Органолептические показатели полученных экстрактов с
использованием гидролизованной плазмы крови сельскохозяйственных
животных
Наименование
показателя
Экстракт мяты
перечной
Экстракт
каркаде
Экстракт
чечевицы
Экстракт нута
Внешний вид
Допускается наличие взвеси или осадка, без посторонних включений, не
свойственных продукту
Вкус
Освежающий
холодящий вкус
Кисло-сладкий
Сладкий
Аромат
Характерный
мятный аромат
Слабый
цветочный
Свойственный используемому
растительному сырью
Вкусовые характеристики полученных экстрактов с использованием
плазмы крови сельскохозяйственных животных требуют корректировки, путем
внесения дополнительных ингредиентов, способствующих улучшению вкуса.
В отличие от других незаменимых пищевых веществ витамины не
являются пластическим материалом или источником энергии, однако они
участвуют в осуществлении ферментативного катализа, нормального обмена
веществ, поддержания гомеостаза, биохимического обеспечения всех
жизненных функций организма. Недостаток витаминов неизбежно ведет к
нарушению ферментативных процессов и физиологических функций организма,
а также отрицательно сказывается на здоровье человека.
В связи с этим нами исследовалось содержание витаминов и минеральных
веществ в экстрактах (таблица 45).
Таблица 45 - Химический состав сухого экстракта при обработке растительного
сырья плазмой крови сельскохозяйственных животных
№
п/п
Измеряемые
параметры
Экстракт
чечевицы
Экстракт
нута
Экстракт
мяты
Экстракт
каркаде
1
Массовая доля белка,
%
20,01
19,72
6,83
7,01
2
Массовая доля
углеводов, %
18,23
15,03
15,05
11,25
3
Массовая доля жира, %
0,50
1,02 - - 4 Глюкоза, %
9,10
0,86
0,35
1,48
5
Фруктоза, %
2,50
1,02
0,54
1,84
6
Натрий, мг%
23,82
25,81
32,05
18,23 7 Калий, мг%
504,34
752,06
3,14
7,31
8
Кальций, мг%
56,83
80,40
40,67
25,11
9
Магний, мг%
72,65
86,37
29,60
34,00
10
Железо, мг%
11,34
1,89
1,25
1,12
11
Фосфор, мг%
212,84
276,30
72,18
94,48
12
Витамин В1, мг%
0,053
0,062
0,361
0,053
13
Витамин В2, мг%
0,041
0,057
0,236
0,289
14
Витамин В6, мг%
0,008
0,012
0,005
0,009
15
Витамин В12, мг%
0,011
0,023
0,013
0,023
16
Витамин Е, мг%
6,257
7,812
4,739
5,786
17
Витамин D, мг%
0,008
следы
следы
следы
18
Ниацин, мг%
0,058
0,065
0,065
0,052
19
Витамин А, мг%
0,004
0,007
0,042
0,013
20
Витамин С, мг%
2,781
2,067
7,832
23,346
21
Антоцианы, мг/см3
- - 2,38
1,43
22
Полифенолы, мг/см3
- - 39,94
43,82
Из таблицы 45 видно, что экстракты содержат значительное количество
белка, витаминов С и Е (природный антиоксидант и является дефицитным в
пищевых рационах) и минеральных веществ (К, Р) и могут быть рекомендованы
для производства напитков.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]